صورة VLBA للكوازار 3C 273 ، مع نفاثتها النفاثة الطويلة. حقوق الصورة: NRAO. اضغط للتكبير.
عندما استهدف باحثان التلسكوب الراديوي ذي المصفوفة الطويلة جدًا (Array Baseline Array (VLBA)) التابع لمؤسسة العلوم الوطنية ، نحو كوازار شهير ، بحثا عن دليل يدعم نظرية شائعة لسبب أن الطائرات فائقة السرعة من الجسيمات المتدفقة من الكوازارات تقتصر على تيارات ضيقة. وبدلاً من ذلك ، فوجئوا بأن "قد يعيد المنظرين إلى لوحات الرسم" ، وفقًا لأحد علماء الفلك.
قال روبرت زافالا ، عالم الفلك في محطة فلاغستاف التابعة للمرصد البحري الأمريكي ، أريزونا ، "لقد وجدنا الأدلة التي كنا نبحث عنها ، ولكننا وجدنا أيضًا قطعة إضافية من الأدلة يبدو أنها تتعارض معها". قدم زافالا وجريج تايلور ، من المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي ومعهد كافلي للفيزياء الفلكية للجسيمات وعلم الكونيات ، النتائج التي توصلوا إليها إلى اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية في مينيابوليس ، مينيسوتا.
يُعتقد عمومًا أن الكوازارات عبارة عن ثقوب سوداء فائقة الكتلة في نوى المجرات ، الثقب الأسود محاطًا بقرص دوار من المواد التي يتم سحبها بشكل لا يرحم إلى مخلب الجاذبية للثقب الأسود. من خلال العمليات التي لا تزال غير مفهومة جيدًا ، يتم دفع الطائرات القوية من الجسيمات إلى الخارج بسرعة تقارب سرعة الضوء. يقول نموذج نظري شائع أن خطوط المجال المغناطيسي في القرص الدوار ملتوية بإحكام معًا وتحصر الجسيمات سريعة الحركة في "نفاثات" ضيقة تتدفق من أعمدة القرص.
في عام 1993 ، اقترح عالم الفيزياء الفلكية روجر بلاندفورد جامعة ستانفورد ومعهد كافلي أن مثل هذا المجال المغناطيسي الملتوي سوف ينتج نمطًا مميزًا في محاذاة ، أو استقطاب ، الموجات الراديوية القادمة من الطائرات. استخدم زافالا وتايلور VLBA ، القادر على إنتاج الصور الأكثر تفصيلاً لأي تلسكوب في علم الفلك ، للبحث عن دليل على نمط بلاندفورد المتوقع في الكوازار المعروف الذي يطلق عليه 3C 273.
رأينا بالضبط ما تنبأ به بلاندفورد ، وهو يدعم فكرة المجال المغناطيسي الملتوي. ومع ذلك ، رأينا أيضًا نمطًا آخر لا يفسره مثل هذا المجال.
من الناحية التقنية ، يجب أن يتسبب المجال المغناطيسي الملتوي في حدوث تغيير ثابت ، أو التدرج ، في الكمية التي يتم من خلالها تدوير محاذاة (استقطاب) الموجات الراديوية عندما ينظر المرء عبر عرض الطائرة. ظهر هذا التدرج في ملاحظات VLBA. ومع ذلك ، مع المجال المغناطيسي الملتوي ، يجب أن تكون النسبة المئوية للموجات التي يتم محاذاة بالمثل ، أو مستقطبة ، في أقصى حد لها في مركز الطائرة وتقل بثبات نحو الحواف. بدلاً من ذلك ، أظهرت الملاحظات زيادة نسبة الاستقطاب نحو الحواف.
وهذا يعني ، كما يقول علماء الفلك ، إما أن هناك خطأ ما في نموذج المجال المغناطيسي الملتوي أو أن آثاره يتم غسلها بالتفاعلات بين النفاثة والوسط النجمي الذي يتم حفره من خلاله. قال زافالا: "في كلتا الحالتين ، يتعين على المنظرين العمل لمعرفة كيف يمكن أن يحدث هذا".
قال بلاندفورد ، عندما أبلغ بالنتائج الجديدة ، "هذه الملاحظات جيدة بما يكفي لتبرير مزيد من التطور للنظرية".
3C 273 هو واحد من أشهر النجوم الزائفة في علم الفلك ، وكان أول من تم التعرف عليه كشيء بعيد جدًا في عام 1963. كان عالم الفلك Caltech Maarten Schmidt يعمل على مقال علمي موجز عن 3C273 بعد ظهر 5 فبراير من ذلك العام عندما تعرّف فجأة على نمط في طيف الضوء المرئي للكائن سمح بحساب فوري لمسافته. وكتب لاحقًا "لقد ذهلت من هذا التطور ..." بعد دقائق قليلة ، على حد قوله ، التقى بزميله جيسي غرينشتاين ، الذي كان يدرس الكوازار الآخر ، في الرواق. في غضون بضع دقائق أخرى ، وجدوا أن الثانية أيضًا بعيدة جدًا. 3C 273 تبعد حوالي 2 مليار سنة ضوئية عن الأرض في كوكبة برج العذراء ، ويمكن رؤيتها في مقاريب الهواة متوسطة الحجم.
VLBA هو نظام من عشرة هوائيات تلسكوب راديوي ، لكل منها طبق بقطر 25 مترًا (82 قدمًا) ويزن 240 طنًا. من ماونا كيا في جزيرة هاواي الكبيرة إلى سانت كروا في جزر فيرجن الأمريكية ، يمتد VLBA لأكثر من 5000 ميل ، مما يوفر لعلماء الفلك رؤية حادة لأي تلسكوب على الأرض أو في الفضاء. مكرسة في عام 1993 ، VLBA لديه القدرة على رؤية تفاصيل دقيقة تعادل القدرة على الوقوف في نيويورك وقراءة صحيفة في لوس أنجلوس.
وأوضح زافالا أن "رؤية" راديو "VLBA الحادة للغاية كانت ضرورية للغاية للقيام بهذا العمل". وأضاف: "استخدمنا أعلى ترددات الراديو التي يمكننا من خلالها اكتشاف طائرة 3C273 لزيادة التفاصيل التي يمكن أن نحصل عليها إلى أقصى حد ، وقد أثمرت هذه الجهود بعلم عظيم".
المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي هو مرفق تابع لمؤسسة العلوم الوطنية ، ويتم تشغيله بموجب اتفاقية تعاون من قبل Associated Universities، Inc.
المصدر الأصلي: NRAO News Release
